本发明涉及润滑材料,尤其涉及一种基于离子液体的二氧化碳响应润滑剂及其制备方法和润滑性调控方法。
背景技术:
1、摩擦力是抵抗固体表面或流体层相对运动的力,通常需要减少摩擦,但不同操作要求与工况使得机械部件逐步向多样化发展,在许多情况下,则需要高摩擦。因此,润滑材料作为保障机械部件可靠运行的关键,现代润滑技术正面对如何使润滑材料根据不同的使用场景主动调节摩擦学行为的挑战。作为一类新兴的润滑材料,智能润滑材料可以响应环境变化,主动调节摩擦界面的润滑状态,满足不同工况下的使用要求。
2、公开号为cn117580934a的中国专利公开了润滑脂组合物,该润滑脂能够提供在加温至规定温度以上时发生液化,而在加温至规定温度以上后再恢复至常温时恢复成固体状,且对于赋予剪切应力而言的响应性高,被赋予了剪切应力时容易软化的润滑脂组合物。公开号为cn113801569a的中国专利提供了一种调控润滑涂层及制备方法、应用;该调控润滑涂层,以四氧化三铁纳米颗粒作为内核,温敏性聚合物交联网络作为外壳形成的核壳结构微凝胶纳米颗粒,微凝胶纳米颗粒通过倾斜30°~60°的方式均匀喷射到聚乙烯亚胺预涂的硅片基底表面上形成润滑涂层;其制备方法包括如下步骤:s1、制备四氧化三铁纳米颗粒;s2、合成微凝胶纳米球;s3、制备改性硅片基底;s4、微凝胶颗粒均匀包覆改性硅片基底;s5、得到水合润滑涂层,润滑涂层能够响应近红外光刺激,用于制备实现低摩擦与高摩擦之间的快速切换的摩擦力切换层。本发明调控润滑涂层能具有优异的近红外光响应性能,水化润滑可以通过控制水化层来调节微凝胶涂层的表面摩擦。即现有技术中已经公开了剪切应力响应、光响应的润滑剂,对气体响应的润滑剂未见研究。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种基于离子液体的二氧化碳响应润滑剂及其制备方法和润滑性调控方法。本发明提供了一种对气体二氧化碳响应的润滑剂。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
3、本发明提供了一种二氧化碳响应润滑剂,包括醇胺、胺基功能化离子液体和水。
4、优选地,所述醇胺包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和甲基二乙醇胺中的一种或多种。
5、优选地,所述醇胺的质量为所述水的质量的1~20%。
6、优选地,所述胺基功能化离子液体为四烷基季胺氨基酸离子液体。
7、优选地,所述胺基功能化离子液体的制备方法包括以下步骤:
8、将氨基酸、四烷基氢氧化铵和水混合,进行中和反应,得到所述胺基功能化离子液体;
9、所述氨基酸包括丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、脯氨酸、谷氨酸和甲硫氨酸中的一种或多种;
10、所述四烷基氢氧化铵包括四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵和四丁基氢氧化铵中一种或多种。
11、优选地,所述氨基酸和四烷基氢氧化铵的物质的量的比为1:1;
12、所述中和反应的温度为20~30℃,时间为4~8h;
13、所述中和反应后,还包括减压蒸馏除去溶剂和真空干燥,得到所述胺基功能化离子液体;
14、所述真空干燥的时间为20~28h。
15、优选地,所述胺基功能化离子液体的质量为所述水的质量的1~20%。
16、本发明还提供了上述技术方案所述的二氧化碳响应润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
17、将醇胺、胺基功能化离子液体和水在超声条件下混合,得到所述二氧化碳响应润滑剂。
18、优选地,所述混合的温度为25~50℃,时间为0.5~3h。
19、本发明上述技术方案提供的所述的二氧化碳响应润滑剂的润滑性调控方法,包括以下步骤:
20、在所述二氧化碳响应润滑剂中鼓入二氧化碳,进行反应,实现所述二氧化碳润滑剂的润滑性调控。
21、本发明提供了一种二氧化碳响应润滑剂,包括醇胺、胺基功能化离子液体和水。
22、本发明提供的润滑剂中,醇胺和胺基功能化离子液体中含有胺基,可吸收二氧化碳,并与二氧化碳发生化学反应,使二氧化碳转化为羧酸根离子,从而提高润滑剂与基底的结合力,增强润滑性能。因此,本发明提供的润滑剂能够通过控制二氧化碳吸收来调节胺基与二氧化碳的反应程度,进而实现润滑剂摩擦学性能的可控调节,即本发明提供的润滑剂具有二氧化碳响应。相比现有技术中的光、热、电响应润滑剂,本发明提供了一种新的气体响应方式;而且,人类活动正在导致大气中二氧化碳浓度快速上升,二氧化碳浓度的上升带来的负面影响比如温室效应越来越明显,本发明能够利用二氧化碳调节润滑剂的润滑性能,实现了二氧化碳的二次利用,更加环保,且成本更低。
23、本发明还提供了上述技术方案所述的二氧化碳响应润滑剂的制备方法,将醇胺、胺基功能化离子液体和水在超声条件下混合,得到所述二氧化碳响应润滑剂。本发明提供的润滑剂的制备方法操作简单。
24、本发明上述技术方案提供的所述的二氧化碳响应润滑剂的润滑性调控方法,包括以下步骤:在所述二氧化碳响应润滑剂中鼓入二氧化碳,进行反应,实现所述二氧化碳润滑剂的润滑性调控。由于本发明提供的润滑剂可对二氧化碳作出响应,所以通过在所得润滑剂中鼓入二氧化碳,并通过控制二氧化碳的压力能够实现对润滑剂润滑性能的按需调节,在智能润滑装备制造、可切换润滑行为机械部件生产领域具有广泛的利用前景。
1.一种二氧化碳响应润滑剂,其特征在于,包括醇胺、胺基功能化离子液体和水。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳响应润滑剂,其特征在于,所述醇胺包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和甲基二乙醇胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳响应润滑剂,其特征在于,所述醇胺的质量为所述水的质量的1~20%。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳响应润滑剂,其特征在于,所述胺基功能化离子液体为四烷基季胺氨基酸离子液体。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳响应润滑剂,其特征在于,所述胺基功能化离子液体的制备方法包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的二氧化碳响应润滑剂,其特征在于,所述氨基酸和四烷基氢氧化铵的物质的量的比为1:1;
7.根据权利要求1或4或5或6所述的二氧化碳响应润滑剂,其特征在于,所述胺基功能化离子液体的质量为所述水的质量的1~20%。
8.权利要求1~7任一项所述的二氧化碳响应润滑剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述混合的温度为25~50℃,时间为0.5~3h。
10.权利要求1~7任一项所述的二氧化碳响应润滑剂的润滑性调控方法,其特征在于,包括以下步骤: